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대한민국의 백악기 지질층 위키백과, 무료 백과사전
하산동층(Knh/Dk; Kyeongsang supergroup sindong group Hasandong formation, Kasando formation, 霞山洞層)은 대한민국 경상 분지에 분포하는 중생대 백악기의 퇴적암 지층으로, 중생대 경상 누층군 신동층군 낙동층 상위의 지층이며 의성군 다인면에서 하동군에 이르기까지 분포한다.[1] 하산동층은 타테이와 이와오(1929)에 의해 왜관도폭의 하산동 마을(현재의 대구광역시 하빈면 하산리)에서 명명되었으며, 진주 주변 지역의 삼가도폭, 진주도폭, 사천도폭, 진교도폭에서는 마동층(Knm; Kyeongsang supergroup Madong formation, 馬洞層)이란 명칭이 사용되었다. 하산동층에서는 공룡의 뼈와 이빨, 알화석, 익룡뼈와 발자국 화석, 악어 두개골 화석, 거북 배갑화석, 물고기 화석 등 다양한 척추동물 화석들의 산출이 보고되었으며, 무척추동물인 복족류 및 이매패류의 패각화석과 생흔화석의 산출이 보고되었다. 하산동층의 상한과 하한은 각각 붉은색 지층의 출현과 소멸 층준으로 설정되어 있으며, 지층의 두께는 지역에 따라 640~1,300 m로 변화한다.
| 하산동층/마동층 ~
118–109백만년 전 층서 범위: 백악기 압트절-알비절 | |
|---|---|
 | |
| 유형 | 퇴적암 |
| 상위 단위 | 경상 누층군 |
| 하위 단위 | 다인층원, 문암산층원 |
| 하층 | 낙동층 (연화동층) |
| 상층 | 진주층 (동명층) |
| 지역 | 대구광역시 군위군 군위읍 중서부, 효령면 서부, 달성군 하빈면 서부 경상북도 예천군 지보면 의성군 안사면, 다인면, 안계면, 비안면, 봉양면 서부 칠곡군 가산면, 동명면 서부, 지천면 고령군 용암면 중동부, 운수면 중부, 대가야읍 동부, 쌍림면 중부 경상남도 합천군 율곡면 중부, 합천읍 남동부, 대양면 서부, 용주면 남동부, 쌍백면, 삼가면 서부 산청군 생비량면 진주시 명석면, 대평면 동부, 판문동, 내동면 서부 사천시 곤명면 동부, 곤양면 중부, 서포면 서부, 비토도 북서부 하동군 진교면 남동부, 금남면, 금성면 동부 광양시 태인동, 금호동, 광영동 남부, 마동 북동부, 도이동, 황길동, 황금동, 광양읍 여수시 묘도동, 화치동 |
| 두께 | 640~1,300 m (일반적) 1,600 m (의성군) 700 m (군위군) 1,300 m (달성군) 700~800 m (성주군) 600 m (합천군) 750 m (삼가도폭) 1,200 m (진주시) 800~1000 m (남해도폭) |
| 암질 | |
| 주 | 셰일, 사암, 이암 |
| 나머지 | 역암 |
| 위치 | |
| 이름 유래 | 대구광역시 하빈면 하산리 하산동마을 |
| 명명자 | 타테이와 이와오 (1928) |
| 좌표 | 북위 35° 53′ 40.6″ 동경 128° 24′ 12.5″ |
| 나라 |  대한민국 |
일반적으로 하산동층은 붉은색층을 빈번히 협재하는 하성 퇴적층의 발달에 의해 하위의 낙동층 및 상위의 진주층과 구분되나 하산동층의 중부에는 수십 m 두께의 붉은색 층을 협재하지 않고 암회색이 우세한 호수 기원의 퇴적층이 진주와 하동 지역에 단속적으로 발달되어 있다. 이 부분을 하나로 묶어 하산동층 내의 층원(Member)으로 설정하거나, 각각을 하산동층 내에 속하는 독립된 렌즈층(lens)으로 설정할 필요성이 제기되고 있다.[2]
하동군 해안가 노두에서 발견된 공룡 이빨화석의 인회석으로부터 구한 U-Pb 연대는 백악기의 압트절(Aptian; 112.0-125.0 Ma)에 해당하는 115±10 Ma로 보고되었으며 이 연령은 속성 작용 시기로 하산동층의 퇴적 시기는 이 보다 다소 오래된 것으로 보았다.[3] 이용구 등은 하산동층 중부의 사암에서 분리한 가장 젊은 쇄설성 저어콘 입자의 U-Pb 연대가 109.0±3.4 Ma 로 측정됨에 따라 하산동층의 퇴적시기를 알비절(Albian; 99.6-112.0 Ma)에 대비하였다.[4] 이태호는 쇄설성 저어콘의 U-Pb 연령에 근거해 하산동층의 최고 퇴적 시기로 압트절(112.0-125.0 Ma)에 해당하는 118.0±2.6 Ma을 보고하였다.[5] 고생물학적 그리고 절대연령 자료를 종합하면 하산동층은 백악기 전기의 압트절-알비절에 퇴적된 것으로 보인다.[6]
예천 지질도폭(1988)에 의하면 안동 단층 남부 지역인 안동면 안사면 쌍호리와 안동 단층 북부 지역인 의성군 다인면 용곡리, 예천군 풍양면 흔효리, 지보면 어신리, 대죽리 일부 지역, 호명면 본포리에 분포하며 안동 단층 이남에서는 상하위의 낙동층, 진주층과 각각 정합 관계이나 안동 단층 이북에서는 상하부에 낙동층, 진주층 없이 고립적으로 분포하며 선캄브리아기 변성암류를 직접 부정합으로 덮는다. 주로 역암, 역질사암, 알코스사암 및 자색(赭色) 셰일로 구성되며 간혹 암회색 또는 암녹색 셰일이 협재된다. 안동 단층 이남에서의 본 지층은 북서 30~40°의 주향과 북동 5~30°의 경사를 보이나 안동 단층 이북에서는 거의 수평층이다.[7]
하산동층은 경상 누층군 전 지층을 통틀어 안동 단층 이북 지역에 분포지가 존재하는 유일한 지층이다. 안동 단층은 경상 분지의 확장 중 지구 또는 반지구대의 끝에 놓여 인장 방향에 평행한 전이 단층(transfer fault)의 역할을 했는데 하산동층만 안동 단층 이북에 퇴적된 것은 하산동층 퇴적 기간동안 안동 단층의 활동이 적었거나 없었음을 지시한다.[8]
의성군에 해당하는 낙동도폭과 의성도폭 지역에서 하산동층은 하부의 사암과 역질사암이 우세한 다인층원(Knh1; Kyeongsang supergroup sindong group Hasandong formation lower Dain member, 多仁層員)과 상부의 역질사암과 역암이 우세한 문암산층원(Knh2; Kyeongsang supergroup sindong group Hasandong formation upper Munamsan member, 門巖山層員)으로 구분된다.[9][10][1]
신동층군 하부의 퇴적상 및 퇴적 환경 변화를 알아보기 위해 의성군 다인면 가원리(N 36°26'15.03", E 128°22'09.62")에서 하산동층 하부에서 낙동층 하부까지 총 1,530 m 심도로 시추하고 코어를 분석하였다. 코어 하부에는 하천 퇴적물과 호수 내지 저습지 환경에서 퇴적된 것으로 해석되는 암석 조합을 보여 하천과 큰 규모의 호수가 발달했었음을 지시한다. 중부에는 하도 퇴적물로 해석되는 조합을 보이는데 그 두께가 하부에 비해 얇은 것은 하천의 수직 누적이 제한되었고, 저습지와 호수의 발달이 미약했던 것으로 해석된다. 상부는 하도 퇴적물로 해석되는 것과 비하도성 홍수 퇴적물로 해석되는 조합이 발달하는데 범람원이 발달했었던 것으로 해석되고, 홍수 시기에는 비하도성 홍수 퇴적물이 형성되었다가 이후 하도가 발달하는 과정이 반복되며 두 조합이 교호하며 퇴적된 것으로 추정된다. 시추코어의 상부로 갈수록 역질 퇴적물이 증가하고, 적색 이암이 발달하며, 하도 퇴적물의 두께가 얇아진다.[11]
낙동 지질도폭(1977)에 의하면 낙동층을 정합적으로 덮고 있으며, 상위의 진주층에 의하 정합적으로 덮이고 있다. 도폭 내에서 의성군 다인면에서 안사면, 안계면의 대부분 지역과 비안면의 위천 이북 지역, 안평면 금곡리, 신평면의 계곡 곡저(谷底) 지역에 이르기까지 분포한다. 주로 역암, 역질사암, 사암 및 자색(赭色) 실트스톤 등으로 구성되며 자색(赭色) 지층의 협재가 특징적이다. 상위 진주층과의 경계는 본 층 상부에서 (녹)회색 실트스톤 및 셰일층의 직하가 본 층의 최상한이다. 전반적으로 본 지층의 주향과 경사는 북서 30~40°및 북동 5~10°이며, 두께는 약 1,600 m이다.[9]
다인층원은 주로 역질사암, 자색(赭色) 내지 담녹색 실트스톤과 사암 등으로 구성되며 상부 문암산층원의 연속성이 뚜렷한 두께 5~20 m의 역암층 직하부가 본 층원의 최상한이다. 본 층원의 암질은 역질사암이 대표적이며 그 사이에 20~40매의 자색 또는 연녹색의 실트스톤이 협재된다. 역질사암 내의 역은 하부의 낙동층 금당리층원의 그것과 비슷하다. 전체적으로 보아 본 층원은 약 100~200 m의 두께를 주기로 역질사암 우세대와 자색(국부적으로 녹색) 실트스톤 우세대가 교대로 나타나는 지층의 윤회가 4~5회 반복되는 것이 확인된다.[9]
문암산층원은 의성군 안사면 만리리 소재 문암산(460.1 m)을 중심으로 북서-남동 방향으로 분포하며, 하산동층의 상부 층원으로서 하부의 다인층원을 정합적으로 덮고, 상부의 진주층에 의해 정합적으로 덮인다. 본 층원은 다인층원과 같이 자색층을 협재하며 상부의 진주층과는 본 층원 상부에서 최초로 발달하는 (녹)회색 실트스톤 및 셰일층의 하한이 본 층원 최상한이다. 본 층원은 주로 회색 역암, 역질사암, 자색(赭色) 실트스톤으로 구성되며 역암이 우세하고 탄질 셰일이 국부적으로 협재된다. 일반적으로 본 층원의 하부는 역암이, 상부는 역질사암이 우세하다. 본 층원도 다인층원과 같이 자색층을 협재하나 그 빈도가 낮고 두께는 1 m 이상으로 비교적 두껍다. 본 층원 하부에는 연속성이 불량한 두께 30 cm 내외의 석탄층이 협재된다. 회색 셰일 내에서 감정이 불가능한 식물 화석이 약간 발견될 뿐 화석은 거의 없다. 본 층원의 두께는 안사면 만리리의 문암산~봉암산 단면에서 약 900 m이다.[9]
의성 지질도폭(1976)에 의하면 하산동층은 상위의 진주층, 하위의 낙동층과 정합 관계이다. 본 지층의 주향은 남-북, 북쪽으로 갈수록 북서 10~20°로 변하며 경사는 (북)동 10~15°이다.[10]
다인층원의 주요 구성 암석은 역질 사암과 알코스사암이고 자색(赭色) 이암 또는 실트스톤이 협재된다. 드물게 암회색 또는 흑색 셰일이 협재된다. 자색 이암 또는 실트스톤은 동일 층준에서 녹색으로 변하기도 하며 적색의 색소가 층리면을 수직으로 사교하기도 한다. 알코스사암의 풍화면은 백색을 띤다. 다인층원의 하한은 낙동층 금당리층원의 암회색 셰일 혹은 이암 위에 놓이는 자색층 또는 자색층과 호층으로 나타나는 역질 사암의 층준으로 하고 상한은 해망산(401.2 m) 능선을 따라 나타나는 역암 직하부이다. 본 층원의 주향은 북서 10~30°, 경사는 북동 10°내외이며 두께는 비안면 북동부에서 750 m이다.[10]
문암산층원의 하한은 비봉산(580 m) 주변과 문암산(460.1 m)~해망산(401.2 m)에 걸쳐 연속적으로 나타나는 역암이며 상한은 안사면 중하리 북부에 소재한 국사봉 바로 아래 역질사암 직하부이다. 문암산층원은 주로 역암, 사암, 자색 실트스톤 또는 이암으로 구성되며 하부의 역암은 본 층원의 기저역암으로서 해망산 일대의 능선을 따라 발달한다. 지층의 주향은 비안면 산제리에서 남-북이고 안사면 중하리, 신평면 검곡리부터 북서 10~20°로 변하며 경사는 (북)동 10~15°, 두께는 700 m 내외이다.
의성지질공원 쌍호리 퇴적층은 의성군 안사면 월소리 산 1, 쌍호초등학교 (폐교)에 150 m 두께로 드러난 하산동층 문암산층원의 노두이다. 이 퇴적층은 자색 이암과 같은 세립질 지층과 역암, 사암 등 조립질의 지층이 반복되는 것이 특징이다. 중생대 백악기 초기 북쪽에서 퇴적물이 흘러내려 부채모양으로 쌓여 만들어진 것으로, 퇴적 당시에는 하천흐름이 우세한 선상지 환경이었다.[12]
의성지질공원 해망산 거대 건열구조는 의성군 안계면 안정리 산 1, 해망산 정상 부근(N 36°23'28.31", E 128°30'23.38")에 위치한다. 하산동층 문암산층원의 이암 내지 실트암에 해당하는 노두의 폭은 약 30 m, 높이는 약 2.5 m이다. 이 명소의 가장 중요한 특징은 중간에 협재된 자색 이암 내부에 발달한 수직적 단열을 따라 상부의 사암이 하부로 주입되어 있다는 것이다. 이 명소가 가지는 형태적 특이성과 전 세계적으로 유례를 찾아보기 힘든 160 cm에 달하는 깊이의 거대한 건열 구조로 경북권 지질유산 발굴 및 가치평가 연구에서 I등급 지질유산으로 평가된 바 있다. 추가적인 학술조사 결과에 따라 세계에서 가장 깊은 건열 구조로 기록될 가능성을 보이고 있다. 이 명소는 산 중턱에 있으며 임도가 있어 차량 접근이 가능하다.[13][14]
군위 지질도폭(1981)에 의하면 두께 약 700 m이며 사암, 셰일, 자색(赭色) 셰일 또는 미사암, 역질사암 및 역암으로 구성된다. 자색 셰일을 특징적으로 함유하며 본 지층 내에는 평균 두께 1.5 m의 자색층이 약 20매 협재한다. 도폭 내에서 의성군 비안면 화신리, 봉양면 남서부 신평리, 안평리, 화전리, 도원리 서부, 군위군 군위읍 중부 일대에 분포한다.[15]
대율 지질도폭(1981)에 의하면 사암 내지 역질사암 및 이암이 우세하며 자색층의 협재로서 낙동층 및 진주층과 구별된다. 대율도폭 북서부, 구미시 장천면-군위군 효령면 지역의 하산동층 중부에는 비교적 연속성이 양호한 백색 역암 내지 역질사암이 나타난다. 이 층을 추적하면 저색층 협재에 의한 본래의 하산동층의 경계선과 사교하는 것으로 나타난다. 본 층에 협재되는 역암은 연화동층(낙동층)의 역암과 비슷하다.
하산동층 중부, 즉 효령면 내이리-장천면 묵어리 간 산지의 산허리에 나타나는 70 m 이상의 두께를 갖는 역암 또는 역질사암은 주목된다. 이는 흰색의 띠가 산허리를 두른 것 같아 멀리서도 관찰이 용이하며 추적하기 쉽다. 이는 낙동, 의성도폭에서 하산동층을 다인층원과 문암산층원으로 구분하는데 기준으로 삼았던 문암산층원의 기저 역암에 대비되는 것으로 생각되나 확실치 않다. 그 이유는 이 기저역암이 낙동도폭에서 의성도폭을 지나 군위도폭에서도 추적되는지의 여부가 확실치 않고 본 역암층 외에도 이와 비슷한 흰색의 역암층이 다른 층준에서도 나타나기 때문이다.
하산동층은 북동 10~30°의 주향과 남동 5~15°의 경사를 보이며 칠곡군 가산면 석우리와 구미시 장천면 명곡리 부근에서는 약 북동 10°의 주향을 갖는 향사 및 배사 습곡축이 발달한다. 두께는 약 500 m 내외이다.[16]
왜관-대구 지질도폭(1928)에 의하면 주로 이암, 셰일, 사암, 역암으로 주로 붉은색을 띠며 일부 이암과 셰일은 석회질(calcareous)이다. 북동 주향에 경사는 남동 14 내지 25°이다. 전체 두께는 약 1,300 m이다. 대구광역시 북서부 지역에서 성주군 용암면 상언리에서 문명리, 선남면 도성리, 대구광역시 달성군 하빈면 북서부, 칠곡군 지천면 연화리, 창평리에 이르기까지 분포한다.[1]
군위도폭 지역인 의성군 봉양면 사부리의 상부 하산동층 이암에서 이매패 3종(Trigonioides kodairai, Plicatounio naktongensis, Nagdongia soni)과 복족류 1종(Viviparus sp.) 그리고 악어이빨 1점의 화석이 발견되었다.[17]
군위도폭 지역인 의성군 봉양면 도원리와 화전리의 상부 하산동층에서 공룡 화석이 발견되었다. 도원리의 공룡화석은 중앙고속도로 의성 나들목 출구의 동측 절개면에서 발견되었고 현재는 낙석 방지를 위한 표면 처리가 되어 있어 볼 수 없다. 화전리의 공룡화석은 국도 제5호선과 국도 제28호선이 분기되는 곳에서 5번 국도 쪽의 북측 도로변 절개면에서 발견되었다. 퇴적층은 전반적으로 하도 기원의 담회색 내지 황회색 역질사암과 두께 수십 cm의 사질이암의 호층으로 구성된다.[18]
2023년 7월 5일 아침에 군위군 효령면 불로리의 불로터널 인근 영천상주고속도로의 사면에서 산사태가 발생하여 하산동층의 암석과 흙이 고속도로 하행선을 완전히 가로막았다. 이 사고로 1명이 부상을 당했다.[19] 해당 지역에는 하산동층의 암회색 퇴적암 지층이 드러나 있으며 호우로 지반이 약해져 하산동층 암석층이 붕괴하여 산사태가 발생하였다.
칠곡군 지천면 연화리에서 송정리로 넘어가는 솔치고개(N 35°57'33", E 129°27'35") 도로변의 하산동층 하부 흑색 이암에서 비해성(非海成) 이매패 Nagdongia soni의 화석이 산출되었다. 이 화석은 신동층군에서 가장 풍부하게 산출되는 이매패류 화석이다. 해당 지역의 하산동층은 사암, 이암, 셰일로 구성되며 북동 35°의 주향과 남동 23°의 경사를 보인다.[20]
칠곡군 지천면 창평리의 야산 계곡 하산동층에서 약 1000여개의 공룡 발자국이 발견되었다. 공룡 발자국들은 하산동층 역질 사암의 지층면에서 산출된다. 이곳의 발자국의 모양은 중소 타원형(장경 10~30 cm)과 지름 약 80 cm 크기의 대형타원형의 두 종류이다.[21]
칠곡군 가산면 석우리(북위 36°08'54", 동경 128°26'30")의 하산동층에서 Thallites yabei, Onychiopsis elongata, Cladophlebis denticulata, Cladophlebis shinshuensis, Cladophlebis (Eboracia ?) lobifolia, Cladophlebis (Klukia ?) koraiensis, Brachyphyllum japonicum, Elatocladus tennerima, Taeniopteris ? sp. cf. T. auriculata 9종의 식물 화석이 발견되었다. 이들 하산동층의 식물군(flora)은 낙동층의 식물군과 아주 유사하며 이는 두 식물군이 아열대 기후에 살았음을 의미한다. 화석이 채취된 곳은 도로변 공사장으로 이곳의 하산동층은 10°정도의 경사를 보이고 박층의 흑색의 셰일이 회색의 사암과 교호되는 양상을 보인다.[22]
현풍 지질도폭(1970)에 의하면 하부의 낙동층을 정합적으로 피복하고 도폭 지역 내 성주군 용암면 용정리에서 고령군 운수면 신간리, 대가야읍 장기리, 쌍림면 신곡리에 이르기까지 북북동 방향으로 분포한다.[1] (담,녹)회색 및 갈색 이암, 셰일, 사암으로 구성되며 자색(赭色)의 이암과 셰일 및 갈색의 역암을 함유하고, 자색의 이암과 셰일은 낙동층과 구별되는 특징이다. 본 층의 일반적인 주향과 경사는 북동 20~40°및 남동 15~25°이며 두께는 700~800 m 정도이다.[23]
고령군 대가야읍 장기리 소재 고령 장기리 암각화는 역암 및 사암으로 구성된 하산동층의 노두 표면에 조각되어 있다.[13]
합천 지질도폭(1968)에 의하면 사암, 역암, 셰일, 자색 셰일로 구성되며 적색층이 자주 협재된다. 적색층의 암질은 셰일, 사질셰일 등이며 적색층 직하부에는 흔히 녹회색(greenish gray, 5GY 6/1) 사암 혹은 역질사암이 놓인다. 지층의 두께는 600 m이다.[25][1]
합천도폭 지역인 고령군 쌍림면 합가2리(N 35°39'10", E 128°13'50")에서 국도 제33호선 확장 공사를 하는 도중 녹색 이암, 흑색 셰일, 사암 등으로 구성된 하부 하산동층이 드러났고 여기서 2001년 8월 윤철수에 의해 익룡과 소형 육식공룡의 이빨, 이매패류 화석(주로 Plicatounio nakdongensis, 드물게 Nagdongia soni 산출), 어류 비늘, 거북의 배갑 및 골격, 개형충 화석 등이 발견되었다. 이곳은 고령군 성산면의 진주층에서 최초로 발견된 것에 이어 국내에서 두 번째로 익룡의 이빨 화석이 발견된 곳이다.[26][27]
삼가 지질도폭(1975)에 의하면 원지층을 정합으로 덮고 진주층에 의해 정합으로 덮이며 합천군 쌍백면 백역리와 금곡산(381.8 m)에서 삼가면 문송리와 덕진리를 지나 산청군 생비량면 제보리, 도리에 이르기까지 북북동-남남서 방향으로 분포한다. 본 층은 자색층을 협재하며 상부에서 최초로 발달하는 흑색 셰일층의 하한을 본 층의 최상부로 정하였다. 본 층의 하부는 담회색 알코스질사암이 우세하며 간혹 1 m 내외의 담회색 셰일이 수 매 협재되기도 한다. 때론 함역질사암이 협재되기도 하는데 역은 원지층에서와 같이 규암, 셰일, 석영맥, 편마암류, 화강암질암 등이다. 중부는 녹회색 (사질)셰일, 자색 (사질)셰일이 호층으로 발달하며 대체로 셰일이 우세한 부분이고 순수 셰일보다는 사질 셰일이 우세하다. 이 지층의 주향은 북동 20~40°, 경사는 남동 10~15°이며 두께는 750 m 정도이다.[28]
진주 지질도폭(1969)에 의하면 원지층(낙동층) 상위에 정합으로 놓이며 명석면 대부분 지역과 판문동, 귀곡동에 거의 남-북 방향으로 분포한다. 마동층과 낙동층(원지층)과의 경계는 원지층의 회색 사암 위에 놓이는 자색(赭色) 사질셰일 또는 셰일을 이 층의 하한으로 정하였다. 그러나 이 회색 사암과 자색 사질셰일 또는 셰일은 각각 모두 그 층준 상에서 첨멸하기도 하기 때문에 이 경계는 상당히 임의적인 것이다. 이 지층은 담회색 알코스질사암, 녹회색 내지 회색 사질셰일, 셰일, 자색 사질셰일의 호층으로 되어 있으며 얇은 석회암층을 수 매 협재한다. 전체적으로는 하부 원지층과의 경계 부근에서는 담회색 알코스질사암이 우세하고 상부로 가면서 점차 (사질)셰일이 많아져 중부는 이들이 우세하고 다시 상부에서는 담회색 알코스질사암이 우세해진다. 담회색 알코스질사암은 대체로 수 m 정도의 두께를 가지며 부분적으로 역(礫)을 함유하고 있다. 녹회색 내지 회색 (사질)셰일은 수십 cm~수십 m의 두께를 가지며 셰일보다는 사질 셰일이 더 우세하다. 본 지층은 대체로 북동 10~30°의 주향을 가지며 경사는 남동 5~10°이고 두께는 1,200 m이다.[29]
최승 외(2022)는 진주시의 하산동층에서 거북이 Oogenus Testudoolithus의 알과 알껍데기 화석을 발견했다.[30]
단성 지질도폭(1968)에 의하면 진주시 명석면 오미리에서 대평면 당촌리까지 북북동-남남서 방향으로 분포한다. 마동층 기저는 자색(紫色)의 석회질-사질셰일로 낙동층(원지층) 최상부 암회색 석회암을 덮고 있으며 두께는 5~6 m이다. 그 상위에는 회색 세립질 사암과 회색 셰일이 거의 같은 두께(1~2 m)로 호층을 이루며 약 800 m에 달하는데 간간히 자색(紫色)을 띠는 부분이 협재된다. 세립질 사암은 장석 입자를 많이 함유하는 층과 거의 함유하지 않는 석영사암으로 되어 있다. 마동층 하부의 사암층은 특히 박편(薄片)상으로 깨어지는 성질이 있다.[31]
진교 지질도폭(1965)에 의하면 원지층(낙동층) 최상부 암회색 석회암층을 경계로 원지층과 구분되며 원지층을 정합으로 덮고 사천시 곤명면 금성리, 본촌리, 신흥리, 정곡리, 성방리, 곤양면 묵곡리, 송전리, 맥사리, 서포면 금진리, 외구리 지역에 분포한다. 본 층의 기저는 원지층 최상부 석회암을 덮는 약 30 m 두께의 자색(赭色) 석회질 셰일로 되어 있으며 위로 계속 사암과 셰일이 교호층을 이루고 있으나 대체적으로 본 층은 하부의 녹회색 셰일대, 중부의 사암대, 상부의 자색(赭色) 셰일대로 구분할 수 있으며 전체 두께는 1,070 m이다.
두께 460 m의 하부 녹회색 셰일대는 중립 내지 세립질 사암과 호층을 이루며 수 매의 자색 셰일 및 사질셰일층이 협재된다. 두께 480 m의 중부 사암대는 대체적으로 세립 내지 중립질 사암층으로 되나 세립질이 우세하며 알코스질인 것이 많다. 본 사암 내에는 간간히 자색(赭色), 회색, 녹회색 셰일이 협재된다. 두께 130 m의 자색 셰일대는 주로 자색 셰일로 구성되고 수 매의 엷은 중립질 사암층이 협재된다.[32]
사천 지질도폭(1969)에 의하면 내동면 내평리와 유수리 등지에 북북동 방향으로 분포하며 상, 중, 하로 구분된다. 하부 녹회색 셰일대는 중립/세립질사암과 교호하고 자색 및 사질셰일이 협재된다. 중부 사암대는 세립/중립질 사암층에 간간히 자색, 회색, 녹회색 셰일이 협재된다. 상부 자색 셰일대는 주로 자색 셰일에 중립질사암이 협재된다. 지층의 주향은 북동 30°, 경사는 남동 10°, 두께는 500 m이다.[33]
오재호 외(1995)는 경상 누층군 내 석유 부존 가능성을 조사하며 남해고속도로를 따라 하산동층의 노두를 다음과 같이 기재하였다. 하산동층은 적색이암의 첫 출현으로 낙동층과 구분되며 최종 출현으로 진주층과 구분된다.[34]
진주시 내동면 유수리 483 (N 35°08'02.23", E 128°01'18.74")에 위치한 진주 유수리 백악기 화석 산지의 하산동층 내에서는 공룡 견갑골과 지골 화석, 공룡 발자국 화석, 공룡 발톱 화석, 악어 이빨 화석, 거북의 배갑 화석, 이매패류 화석, 탄화된 나무 그루터기 화석, 스트로마톨라이트, 생흔 화석 등 다양한 화석이 발견된다. 내동면 유수리 부근의 하상은 가화천이 흐르는 곳으로서 공룡의 골격, 이빨 화석 등이 보고된 바 있으며, 이와 함께 연체 동물의 화석, 스트로마톨라이트 등의 지질 기록이 산출되어 1997년 12월 천연기념물 제390호로 지정되었다. 이들 공룡 화석층과 주변 퇴적암 지층의 지질로부터 하산동층 퇴적 당시 이 지역에는 사행 하천과 호소 등이 발달해 있는 충적 평야가 펼쳐져 있었으며, 당시의 기후 조건은 건기와 우기가 발달하는 비교적 건조한 환경이었음을 알 수 있다.[36][37]
진주시 유수리에 분포하는 하산동층의 상부는 범람원 상에 발달된 호성 퇴적층이다. 이 지층은 두께 4.6 m, 횡연장 400 m 의 암회색층으로 하도퇴적층을 기저로 하여 하부로부터 셰일과 세립사암 내지 실트스톤의 교호층, 셰일과 석회질 이암의 교호층, 얇은 셰일을 협재하는 세립사암층 순서로 구성되며 상한은 암회색층의 협재 없이 녹회색 사암과 녹회색 또는 자색 셰일의 호층이 시작되는 부분이다. 이 퇴적층에는 탄화된 나무 그루터기와 나뭇가지, 나무껍질 등이 발견되고 셰일층 내에는 Trigonioides와 Nagdongia 등의 이매패류 화석이 발견되며 자라의 등갑편도 발견된다. 이 퇴적층의 발달 특성은 하산동층 퇴적 당시 짧은 기간의 기후 변동이 일어났음을 지시한다.[38] 이 일대에는 방해석으로 채워진 건열(desiccation crack)과 고토양(Palaeosol)도 발달한다. 이 지역에서 나타나는 건열의 특성은 습윤과 건조가 반복되는 계절성 기후를 지시한다.[39]
김정률과 백인성(2008)은 진주시 유수리의 하산동층에서 비해성의 흔적 화석인 Diplocraterion luniforme을 발견하였다. 이 화석은 범람원 호수 환경에서 퇴적된 것으로 생각되는 회색 셰일에서 나왔다. 이외에 흔적 화석인 Planolites ichnosp., Skolithos ichnosp. and Taenidium ichnosp.도 같이 관찰된다.[40]
남해 지질도폭(1989)에 의하면 낙동층 위에 정합적으로 놓이며 상·하위층에 없는 붉은색의 자색층을 협재하고 있으며 사천시 서포면과 하동군 금남면 남동부, 남해군 설천면의 북서부를 중심으로 남서방향으로 대상(帶狀)으로 넓게 분포하고 있다. 본 층은 유백색 내지 담회색의 중립/조립질 사암, 함력(含礫)조립질사암, 역암, 역질 사암, 자색 내지 녹회색의 사질 이암, (암회색, 니질) 셰일과 실트스톤으로 구성되어 있다. 본 층의 주향과 경사는 화성암이 관입한 금남면 소재 연대봉 부근과 지역에 따라 다소 변화를 보이나 북동 50~80°, 남동 10~20°가 일반적이다. 그러나 남해도의 북서 해안쪽에는 주향이 차츰 동-서 및 북서 50~80°으로 변하는 경향을 보인다. 두께는 800~1000 m 정도이다. 간혹 하도(河道)역암층과 사층리가 발달하며 특히 월곡리 해안가에는 하도역암층의 노두가 잘 나타나 있다.[41]
아래 사진에 제시된 하산동층의 해안가 노두는 모두 도로에 인접해 있어 차량 및 도보로 접근 가능하다.
광양 지질도폭(1989)에 의하면 광양시 구봉산-봉화산 남쪽 일대 황금동과 황길동 등지에 넓은 분포를 보이고 광영동 부근에서 하위의 낙동층을 정합적으로 덮으며 좁아진다. 이 층의 대부분은 적자색(赤紫色) 실트스톤과 적색 셰일이 우세하며 갈색 내지 회색의 조립질 사암과 역암이 우세한 층도 있다. 하천성 호소(湖沼)와 하도(河道)환경 하에서 퇴적된 것으로 보인다.[59][1]
전남 광양시 황금동 일대를 중심으로 분포하는 중생대 백악기 하산동층의 퇴적 환경을 추정하기 위하여 퇴적암석학적 연구를 실시한 결과, 황금동 일대의 하산동층은 건기와 우기가 반복되는 아건조 환경(=사바나 기후)에서 범람원 환경으로 변화해가는 퇴적환경에서 주변의 변성암 및 퇴적암들을 근원암으로 하여 이루어진 것으로 생각된다. 또한 연구의 부수적인 결과로 황금동 지역 하산동층 노두의 하부에서 보존이 매우 불량한 식물 화석의 파편들이 산출되었다. 이들 식물 화석 파편들은 탄화 정도가 심하고 우상엽(羽狀葉, pinnae)의 일부, 우상엽이 부착하는 엽맥(葉脈, rachis)으로 믿어지는 부분 및 줄기(stem)의 일부로 보이는 부분들이 10여 개체 정도 관찰되었다. 이 역시 하산동층 퇴적 당시의 기후가 건기와 우기가 교대되는 온난한 아건조 기후였음을 시사한다.[60]
여수시 내에서 하산동층은 율촌면 신풍리의 여수공항 일대, 소라면 덕양리와 화치동 여수산업단지 일대에 주로 분포하며 월하동 일대에 소규모 분포한다. 본 층은 여수시 지역에서 이미 소멸된 낙동층 대신 가장 하위층을 이루고 있고 하산동층의 상위층인 유천층군의 화산암류와는 분출 및 관입에 의한 부정합 관계를 갖고 있다. 주로 역질 사암과 사암, 옅은 적색 이암으로 구성되어 있다.[61]
| 도폭 | 구성 암석 | 두께 (m) | 지층명 |
|---|---|---|---|
| 예천도폭 | 역암, 역질사암, 알코스사암 및 자색 셰일, 간혹 암회색 또는 암녹색 셰일이 협재 | 하산동층 | |
| 낙동도폭 | (상부 문암산층원) 회색 역암, 역질사암, 자색 실트스톤, 탄질 셰일이 국부적으로 협재 (하부 다인층원) 역질사암 가운데에 자색 또는 연녹색의 실트스톤이 협재 |
1600 | |
| 의성도폭 | (상부 문암산층원) 역암, 사암, 자색 실트스톤 또는 이암 (하부 다인층원) 역질 사암, 알코스사암, 자색 이암 또는 실트스톤이 협재, 드물게 암회색 또는 흑색 셰일이 협재 |
700 750 | |
| 군위도폭 | 사암, 셰일, 자색 셰일 또는 미사암, 역질사암 및 역암 | 700 | |
| 대율도폭 | 알코스사암, 자색 실트스톤, 회색 셰일, 중부에 백색 역질사암 및 역암층 협재 | 500 | |
| 대구도폭 | 이암, 셰일, 사암, 역암 | 1300 | |
| 왜관도폭 | |||
| 현풍도폭 | 담회색, 녹회색 및 갈색 이암, 셰일, 사암, 자색 이암, 셰일, 갈색 역암 | 700~800 | |
| 창녕도폭 | (담)회색, 녹회색, 갈색의 이암, 셰일, 사암, 역암, 자색 이암과 셰일 협재 | 상부 250 | |
| 합천도폭 | 사암, 역암, 셰일, 자색 셰일 | 600 | |
| 삼가도폭 | 녹회색 셰일, 사질 셰일, 함력질사암, 자색 사질셰일, 회색 셰일, 석회암, 담회색 알코스사암 | 750 | 마동층 |
| 진주도폭 | 담회색 알코스질사암, (녹)회색 사질셰일, 석회질셰일, 흑색 셰일의 호층, 석회암 협재 | 1200 | |
| 단성도폭 | 회색 세립질사암, 회색 셰일, 자색 석회질-사질셰일 | ||
| 사천도폭 | (상부 자색셰일대) 자색 셰일에 중립질사암이 협재 (중부 사암대) 세립/중립질사암층에 자색, 회색, 녹회색 셰일 협재 (하부 녹회색 셰일대) 중립/세립질사암과 호층을 이루고 자색 및 사질셰일이 협재 |
500 | |
| 진교도폭 | (상부 자색셰일대) 자색 셰일, 엷은 중립질사암 협재 (중부 사암대) 세립/중립질 사암층 (하부 녹회색 셰일대) 중립/세립질 사암과 호층을 이루고 자색 및 사질셰일이 협재 |
130 480 460 | |
| 남해도폭 | 유백색 내지 담회색의 중립/조립질 사암, 함력조립질사암, 역암, 역질사암, 자색/녹회색의 사질이암, (암회색/니질) 셰일, 실트스톤 | 800~1000 | 하산동층 |
| 광양도폭 | 적자색 실트스톤/적색 셰일 우세층, 갈색/회색의 조립질사암 및 역암 우세층 | ||
| 여수도폭 | 역질사암과 사암, 담적색 이암 | ||
김중휘와 김준모(2013)는 경상 분지 내 하산동층의 이산화탄소 지중 저장 용량을 평가하였다. 평가 결과 이산화탄소 저장 밀도는 북부, 중부 및 남부 지역 순으로 큰 것으로 나타났으며 각 지역 내 하산동층의 공극률 특성과 유사한데 이는 공극률이 이산화탄소 저장 밀도에 가장 큰 영향을 끼침을 지시한다. 이산화탄소 잠재 저장 용량은 북부, 남부, 중부 순으로 큰데 이는 중부 지역에서 하산동층의 두께가 얇고 경사는 더 크기 때문이다.[62]
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